基于單片機的電子門禁系統(tǒng)設計畢業(yè)設計論文(C語言程序)

摘要洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）PAGEIVPAGE59基于單片機的門禁系統(tǒng)的設計摘要門禁系統(tǒng)設計上采用單片機作為控制核心，它相當于計算機的CPU，它負責整個系統(tǒng)輸入、輸出信息的處理和儲存、控制等等。單片機外圍加蜂鳴器控制電路、開門指示燈電路、電控鎖控制電路以及LCD液晶顯示電路等。常見的門禁系統(tǒng)有：密碼門禁系統(tǒng)，非接觸卡門禁系統(tǒng)，指紋、虹膜及掌型等生物識別門禁系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)近幾年發(fā)展很快，被廣泛應用于管理控制系統(tǒng)中。本次設計采用密碼與非接觸相結合，構成一個完整系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)主要由CPU、工作指示電路、振蕩電路、蜂鳴器電路、門控鎖電路、矩陣鍵盤、讀卡模塊、顯示模塊等組成。該門禁系統(tǒng)采用射頻卡完成刷卡進門，按刷卡出門等功能。其工作原理為：當刷卡時，蜂鳴器響一下，如卡權限獲得允許，顯示模塊顯示卡號，同時繼電器動作將門鎖打開，指示燈點亮，延時一段時間后繼電器再次動作將門鎖鎖閉，指示燈熄滅。當按下出門按鈕時，繼電器動作將門鎖打開，指示燈點亮，延時一段時間后繼電器再次動作將門鎖鎖閉，指示燈熄滅。當輸入初始密碼時，若輸入正確，繼電器動作將門鎖打開，指示燈點亮，延時一段時間后繼電器再次動作將門鎖鎖閉。若輸入錯誤，則蜂鳴器報警，幾秒自動停止，也可手動關閉蜂鳴器。此外，程序中還增加了射頻卡權限判斷的功能，當遇到合法卡時顯示卡號，門鎖打開，延時10s自動關閉，當遇到非法卡時不顯示卡號門鎖不開。本系統(tǒng)設計簡單、性能優(yōu)良，具有一定的實用性。關鍵詞：門禁，射頻卡，電控鎖，液晶顯示，單片機控制

AccessControlSystemDesignABSTRACTEntranceguardsystemuses89C52singlechipmicrocomputerascontrolcoreandperipheryaddabuzzKEYWORDS:AccessControl,

RadioFrequency

Card,ElectronicallyControlledLock,

LCD,MCU前言畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導教師簽名：日期：使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。作者簽名：日期：

目錄前言 1第1章概述 21.1系統(tǒng)方案論證 21.1.1選題論證 21.1.2方案選擇 21.1.3CPU的選擇 31.1.4射頻卡的選擇 51.1.5液晶顯示的選擇 7第2章系統(tǒng)硬件電路設計 112.1系統(tǒng)電路原理 112.1.1門禁系統(tǒng)主要模塊 112.1.2門禁系統(tǒng)工作原理 112.2單片機資源分配 122.3最小系統(tǒng)的設計 12第3章系統(tǒng)軟件設計 143.1Keil簡介 143.1.1KeilC51系統(tǒng)概述 143.1.2Keil軟件的使用 143.2主程序分析 193.3子程序分析 203.3.1顯示模塊程序分析 213.3.2鍵盤程序 273.2.3讀卡程序 33結論 35謝辭 36參考文獻 37附錄 38外文資料翻譯 46前言隨著科學技術的發(fā)展和企業(yè)管理模式的日趨成熟，高度科學化的企業(yè)管理已成為企業(yè)生存的有力保障。出入口門禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機自動識別技術和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機械，光學，計算機技術，通訊技術，生物技術等諸多新技術。它是解決重要部門出入口實現(xiàn)安全防范管理的有效措施。適用各種機要部門，如銀行、賓館、機房、軍械庫、機要室、辦公間,智能化小區(qū)，工廠等。在數(shù)字技術網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展的今天，門禁技術得到了迅猛的發(fā)展。門禁系統(tǒng)早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。因此，將實現(xiàn)門禁考勤管理系統(tǒng)，充分的體現(xiàn)其優(yōu)點，對人員進出、授權、查詢、統(tǒng)計和防盜報警保安等多種功能，避免了早退，遲到，礦工等現(xiàn)象，使公司規(guī)律有序的進行，對考勤管理起到很大作用，減少了很大的麻煩。也正是由于門禁系統(tǒng)實用性強，市場需求大，應用廣泛，我們便選此作為研究設計的課題。結論第1章概述1.1系統(tǒng)方案論證1.1.1選題論證在現(xiàn)今社會，隨著人們對門禁系統(tǒng)各方面要求的不斷提高，門禁系統(tǒng)的應用范圍越來越廣泛，因此門禁系統(tǒng)的研發(fā)已成為現(xiàn)代科技領域的一個熱門課題。目前，門禁系統(tǒng)已成為安全防范系統(tǒng)中極其重要的一部分，在一些發(fā)達國家，門禁系統(tǒng)正以遠遠高于其它類安防產品的進度迅猛發(fā)展；門禁系統(tǒng)之所以能在眾多安防產品中脫穎而出，根本原因是因為其改變了以往安防產品，如：閉路監(jiān)控，防盜報警等被動的安防方式，以主動的控制替代了被動監(jiān)視的方式，通過對主要通道的控制，大大的防止了罪犯從正常通道的侵入，并且可以在罪案發(fā)生時通過對通道門的控制限制罪犯的活動范圍，制止犯罪或減少損失。此外，人們對門禁系統(tǒng)的應用已不局限在單一的出入口控制，而且還要求它不僅可應用于智能大廈或智能社區(qū)的門禁控制、考勤管理、安防報警、停車場控制、電梯控制、樓宇自控等，還可與其它系統(tǒng)聯(lián)動控制等多種控制功能。安裝有門禁系統(tǒng)的建筑具有以下優(yōu)點:（1）具有對門戶出入控制，保安防盜，報警等多種功能。（2）方便內部員工或住戶出入，同時杜絕外來人員隨意進出，既方便了內部管理，又增強了內部的保安。（3）門禁管理系統(tǒng)作為智能建筑中不可缺少的安保自動化的一部分，為用戶提供一個高效的工作環(huán)境，從而提高管理的層次。也正是由于門禁系統(tǒng)實用性強，市場需求大，應用廣泛，我們便選此作為研究設計的課題。1.1.2方案選擇門禁系統(tǒng)有許多種方案：主要有聯(lián)網(wǎng)和不聯(lián)網(wǎng)型。聯(lián)網(wǎng)型：結構圖如圖1-1示:圖1-1 聯(lián)網(wǎng)型結構圖聯(lián)網(wǎng)型門禁系統(tǒng)的優(yōu)點：實時聯(lián)網(wǎng)；刷卡后立即把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C上；便于查詢并能生成報表。缺點：計算機要求24小時開機；計算機或管理機萬一有故障系統(tǒng)癱瘓；有問題影響面大。不聯(lián)網(wǎng)型門禁系統(tǒng)的優(yōu)點：單臺刷卡機就能工作；不用布線；操作簡單方便。缺點：不便于查詢。根據(jù)以上分析，我們的課題選擇了不聯(lián)網(wǎng)型。因為此設計簡單，提交作品方便，易操作。1.1.3CPU的選擇我們在這個課題的設計上采用了51單片機系統(tǒng)，之所以采用單片機系統(tǒng)是由于成本較低，功能完全可以滿足，發(fā)展也比較成熟且完善。而DSP、ARM系統(tǒng)雖然科技含量高于51單片機系統(tǒng)，但是其價格昂貴并且發(fā)展尚未成熟。因此，根據(jù)我們學的知識和市面上的應用，經過比較我們選擇了技術成熟、價格便宜、設計簡單、使用方便的單片機平臺。89C52是INTEL公司MCS-51系列單片機中基本的產品，它采用ATMEL公司可靠的CMOS工藝技術制造的高性能8位單片機，屬于標準的MCS-51的HCMOS產品。它結合了CMOS的高速和高密度技術及CMOS的低功耗特征，它基于標準的MCS-51單片機體系結構和指令系統(tǒng)，屬于89C51增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達控制等應用場合。89C52內置8位中央處理單元、256字節(jié)內部數(shù)據(jù)存儲器RAM、8k片內程序存儲器（ROM）32個雙向輸入/輸出(I/O)口、3個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。89C52引腳圖如圖2-2示：圖2-289C52的引腳圖89C52單片機外部有32個端口可供用戶使用，其功能如表2-3示：表2-389C52外部端口功能表端口引腳位置第一功能區(qū)第二功能區(qū)符號功能符號功能P039~32P0.0~P0.7通用I/O口AD0AD7地址/數(shù)據(jù)總線(低位)P11~8P1.0P1.7通用I/O口P221~28P2.0P2.7通用I/O口A8A15地址總線(高位)P310P3.0通用I/O口RXD串行通信發(fā)送口11P3.1TX0串行通信接收口12P3.2INT0外部中斷013P3.3INT1外部中斷114P3.4T0計數(shù)器0輸入端口15P3.5T1計數(shù)器1輸入端口16P3.6WR外部儲存器寫使能17P3.7RD外部儲存器讀使能門禁系統(tǒng)數(shù)控部分采用89C52單片機作為控制核心，其內部組成包括：一個8位的微處理器CPU及片內振蕩器和時鐘產生電路，但石英晶體和微調電容需要外接；片內數(shù)據(jù)存儲器8KBRAM低128字節(jié)，存放讀/寫數(shù)據(jù)；高128字節(jié)被特殊功能寄存器占用；片內程序存儲器ROM；四個8位并行I/O（輸入/輸出）接口P3-P0，每個口可以用作輸入，也可以用作輸出；兩個定時/計數(shù)器，每個定時/計數(shù)器都可以設置成計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結果實現(xiàn)計算機控制；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口。在89C52單片機的基礎上，外圍增加蜂鳴器控制電路、開門指示燈電路、電控鎖控制電路以及1602顯示電路等，構成了門禁系統(tǒng)的控制電路。 1.1.4射頻卡的選擇目前市面上的卡有很多種類：條碼、磁卡、接觸式IC卡，非接觸式IC卡等，條碼和磁卡，在超市和銀行方面應用的比較多，接觸式IC卡，以前在公共電話中用的比較多，但接觸式IC卡，芯片外露易壞、易折，而非接觸式IC卡既射頻卡，它把芯片和線圈封裝卡片內，不容易損壞、不怕惡劣的環(huán)境，現(xiàn)在社會上很流行，可靠性也高。根據(jù)卡的分析，我們選擇目前流行最廣，可靠性高，成本低的只讀卡，即采用EM4000型的ID卡。設計上我們采用ID射頻卡讀卡器。EM9913BF125KHz感應式讀卡模組是針對125KHz非接觸式RFID晶片而設計的讀卡模組，它能針對目前市面上125KHz非接觸式RFID晶片如凌航科技GK4001晶片或其它規(guī)格現(xiàn)相近產品進行資料讀取與資料判斷，使用者可以一次開發(fā)感應式讀卡及相關應用系統(tǒng)，該模塊主要范圍為互動式玩具、門禁管制系統(tǒng)、人員考勤管理、動物或物品辨識及產品管理，此讀卡模組主要優(yōu)缺點敘述如下：優(yōu)點：（1）獨立性高；（2）二次開發(fā)容易，安裝簡單資料讀取穩(wěn)定性高；（3）統(tǒng)安全性高，RFID資料不重復且難以復制；（4）可選擇數(shù)據(jù)輸出格式。缺點：電腦必須24小時開機，便于數(shù)據(jù)傳送。125KHz感應式讀卡機系統(tǒng)如圖1-2示：感應線圈感應線圈讀卡器模組RS232outpu接CPU3.0圖1-2讀卡機系統(tǒng)示意圖1.1.5液晶顯示的選擇1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個5×7或者5×11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。因此，選擇LCD1602能夠滿足門禁系統(tǒng)設計的需要。LCD1602主要技術參數(shù)顯示容量:16×2個字符。芯片工作電壓:4.5—5.5V。工作電流:2.0mA(5.0V)。模塊最佳工作電壓:5.0V。字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。引腳功能說明1602引腳如圖1-3示：圖1-31602引腳示意圖1602引腳功能如表1-1示。（3）1602指令集1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的（說明1為高電平，0為低電平）。如表1-2示：指令1：清顯示，指令碼01H，光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。表1-11602引腳功能表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/M讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D9數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極指令3：光3標和顯示位置設置I/D，光標移動方向，高電平右移，低電平左移，S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高電平表示有效，低電平表示無效。指令4：顯示開關控制。D：控制整體的顯示開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示。C:控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位S/C：高電平時顯示移動的文字，低電平時移動光標。指令6：功能設置命令DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線N：低電平時為單行顯示，高電平時為雙行顯示，F(xiàn)：低電平時顯示5X7的點陣字符，高電平時顯示5X10的顯示字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設置。指令8：DDRAM地址設置。指令9：讀忙信號和光標地址BF：忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。表1-21602指令集序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示屏00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/D4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置位符發(fā)生存儲器地址0001字符發(fā)生存儲器地址8置數(shù)據(jù)存儲器地址001顯示數(shù)據(jù)儲存器地址9讀標志位地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)據(jù)到CGRAM或DDRAM10要寫入數(shù)據(jù)內容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)據(jù)11要讀出數(shù)據(jù)內容與HD44780相兼容的芯片時序表?；静僮鲿r序表如表1-4示：表1-3基本操作時序表讀狀態(tài)輸入RS=L,R/W=H,E=H輸出D0-D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L,R/W=H,D0-D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=H,E=H輸出D0-D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=L,D0-D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無讀操作時序如圖1-5示：圖1-5讀操作時序圖寫操作時序如圖1-6示：圖1-6寫操作時序圖

第2章系統(tǒng)硬件電路設計2.1系統(tǒng)電路原理2.1.1門禁系統(tǒng)主要模塊由單片機、電源指示、工作指示、振蕩電路、蜂鳴器電路、門控鎖電路、矩陣鍵盤、讀卡模塊、顯示模塊組成。如圖2-1示：圖2-1電路原理圖2.1.2門禁系統(tǒng)工作原理1、當刷卡時，蜂鳴器響一下，如卡權限獲得允許，顯示模塊顯示卡號，同時繼電器動作將門鎖打開指示燈點亮，延時一段時間后繼電器再次動作將門鎖鎖閉指示燈熄滅；當非法卡刷卡時，沒有任何動作。2、當按下出門按鈕時，繼電器動作將門鎖打開指示燈點亮，延時一段時間后繼電器再次動作將門鎖鎖閉指示燈熄滅。3、當進門輸入密碼時，密碼正確則繼電器動作將門鎖打開指示燈點亮，延時一段時間后繼電器再次動作將門鎖鎖閉指示燈熄滅；密碼錯誤則蜂鳴器報警，延時一段時間后蜂鳴器自動停止報警，若再按“確認\返回鍵”則可以手動停止報警。2.2單片機資源分配軟、硬件設計是設計中不可缺少的，為了滿足功能和指標的要求，資源分配如下：1．晶振采用11.0592MHZ；2．單片機資源分配如表2-1、2-1示：表2-1單片機資源分配表（1）P0.0-P0.7P1.0-P1.7P2.0P2.1P2.2LCD顯示矩陣鍵盤RSRWE表2-2單片機資源分配表（2）P2.3P2.4P2.5P3.0P3.2鎖蜂鳴器LED讀卡按鍵中斷0開0響0亮1不開1不響1不亮3、計算：因為射頻卡的讀卡頭選用EM4000型，讀卡頻率是11.0592MHZ，所以最小系統(tǒng)晶振，必須用11.0592MHZ才能讀卡。（1）定時控制字確定：選用定時器T1，方式2，所以TMOD是20H。（2）計算初值X=256-（foxc*（SMOD+1））/384*波特率=256-（11.0592*106*（0+1））/384*9600=253TH1=0FDHTL1=0FDH2.3最小系統(tǒng)的設計門禁系統(tǒng)數(shù)控部分采用89C52單片機作為控制核心，其內部組成包括：一個8位的微處理器CPU及片內振蕩器和時鐘產生電路，但石英晶體和微調電容需要外接；片內數(shù)據(jù)存儲器8KBRAM低128字節(jié)，存放讀/寫數(shù)據(jù)；高128字節(jié)被特殊功能寄存器占用；片內程序存儲器ROM；四個8位并行I/O（輸入/輸出）接口P3—P0，每個口可以用作輸入，也可以用作輸出；兩個定時/計數(shù)器，每個定時/計數(shù)器都可以設置成計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可以設置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結果實現(xiàn)計算機控制；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口。在89C52單片機的基礎上，外圍增加蜂鳴器控制電路、開門指示燈電路、電控鎖控制電路以及1602顯示電路等，構成了門禁系統(tǒng)的控制電路。其原理圖如圖2-3示：圖2-3門禁系統(tǒng)控制原理圖

第3章系統(tǒng)軟件設計3.1Keil簡介3.1.1KeilC51系統(tǒng)概述單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)[9]，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細介紹KeilC51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。C51工具包的整體結構，其中uVision是C51forWindows的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件，以供調試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。3.1.2Keil軟件的使用使用Keil的軟件工具時，項目的開發(fā)流程基本上與使用其他軟件開發(fā)項目一樣。打開Keil軟件，如圖3-1示：圖3-1初始界面創(chuàng)建一個項目。點擊Project菜單，選擇彈出的下拉式菜單中的NewProject，如圖3-2示：圖3-2新建工程在“文件名”中輸入C程序項目名稱“電子門禁”，“保存”后的文件擴展名為uvproj，這是KEILuVision4項目文件擴展名。從器件數(shù)據(jù)庫中選擇目標芯片，這里選擇要用的Ateml公司的AT89C52。如圖3-3示：圖3-3選擇芯片配置工具軟件的設置，如圖3-4圖3-4軟件設置完成上面步驟后，可以進行程序的編寫了。點擊新建文件的快捷按鈕，在開發(fā)環(huán)境下出現(xiàn)一個新的文字編輯窗口。用C創(chuàng)建源程序。編輯完成后，保存新建的程序，也可以用菜單File－Save或快捷鍵Ctrl+S進行保存。在屏幕左邊的SourceGroup1文件夾圖標上右擊彈出菜單，在這里可以做在項目中增加減少文件等操作。點擊"AddFiletoGroup'SourceGroup1'"彈出文件窗口，選擇剛剛保存的文件，按ADD按鈕，關閉文件窗，程序文件已加到項目中了。這時在SourceGroup1文件夾圖標左邊出現(xiàn)了一個小+號說明，文件組中有了文件，點擊它可以展開查看。如圖3-5示：圖3-5添加文件C程序文件已加到了項目中，下面開始編譯運行。圖中第1、2、3都是編譯按鈕，1是用于編譯單個文件；2是編譯當前項目，如果先前編譯過一次之后文件沒有做動編輯改動，這時再點擊是不會再次重新編譯的；3是重新編譯，每點擊一次均會再次編譯鏈接一次，不管程序是否有改動。在3右邊的是停止編譯按鈕，只有點擊了前三個中的任一個，停止按鈕才會生效。如圖3-6示：圖3-6編譯運行下圖中有一個小放大鏡的按鈕，這就是開啟\關閉調試模式的按鈕，它也存在于菜單Debug－Start\StopDebugSession，快捷鍵為Ctrl+F5。進入調試模式，軟件窗口樣式大致如圖3-7示：圖3-7調試按鈕進入調試模式，軟件窗口樣式如圖3-8示：圖3-8調試圖中按鈕1為運行，當程序處于停止狀態(tài)時才有效。2為停止，程序處于運行狀態(tài)時才有效。3是復位，模擬芯片的復位，程序回到最開頭處執(zhí)行。如圖3-9示：圖3-9運行按鈕3.2主程序分析1.主程序流程圖主程序流程圖如圖3-10示：圖3-10主程序流程圖2.主程序清單：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<define.h>#include<delay.h>#include<enter_out.h>#include<lcd.h>#include<keyboard.h>#include<display.h>#include<T1.h>/***********************主程序*************************/voidmain(){ LED=0; //LED亮 BUZZER=0; //蜂鳴器響 EA=1; //開所有中斷 INT0_init(); T1_init(); lcd_init(); P1=0x0f; //鍵盤初始化 delay(100); LED=1; //熄滅LED BUZZER=1; //關蜂鳴器 while(1) { display(); delay(50); }} 3.3子程序分析3.3.1顯示模塊程序1.顯示程序流程圖如圖3-11示：圖3-11顯示程序流程圖2.顯示程序清單：/***************************************************************函數(shù)功能:與最近一次lcd顯示界面比較，以此作是否清屏處理入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voidjudge_clear_lcd(){ if(N_DISPLAY!=N_DISPLAY_HISTORY) { lcd_wcmd(0x01); //清屏 } }/***************************************************************函數(shù)功能:lcd顯示第0幕入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voiddisplay0(){ uchari; judge_clear_lcd(); //是否清屏處理 lcd_pos(0x00); //設置顯示位置 delay1(1); for(i=0;wel[i]!='\0';i++) { lcd_wdat(wel[i]); } N_DISPLAY_HISTORY=0;//記錄歷史顯示界面編號}/***************************************************************函數(shù)功能:lcd顯示第1幕入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voiddisplay1(){ uchari; judge_clear_lcd(); //是否清屏處理 lcd_pos(0x00); //設置顯示位置 delay1(1); for(i=0;com_in[i]!='\0';i++) //顯示"Comeinplease!" { lcd_wdat(com_in[i]); } lcd_pos(0x40); //設置顯示位置 delay1(1); for(i=0;push[i]!='\0';i++) //顯示"Pushthedoor!" { lcd_wdat(push[i]); } N_DISPLAY_HISTORY=1; //記錄歷史顯示界面編號}/***************************************************************函數(shù)功能:lcd顯示第2幕入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voiddisplay2(){ uchari; judge_clear_lcd(); //是否清屏處理 lcd_pos(0x00); //設置顯示位置 delay1(1); for(i=0;pull[i]!='\0';i++) //顯示"Pullthedoor!" { lcd_wdat(pull[i]); } N_DISPLAY_HISTORY=2; //記錄歷史顯示界面編號}/***************************************************************函數(shù)功能:lcd顯示第3幕入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voiddisplay3(){ uchari; bitj=0; //已顯示‘*’標志 judge_clear_lcd(); //是否清屏處理 lcd_pos(0x00); //設置顯示位置 delay1(1); for(i=0;input[i]!='\0';i++) //顯示"Intputpassword" { lcd_wdat(input[i]); } lcd_wcmd(0x0d); //顯示閃爍光標 delay1(1); lcd_pos(0x43); //設置顯示位置 delay1(1); do { if((V_KEY>=13)&&(V_KEY<=15)) { lcd_wcmd(0x0c); //不顯示閃爍光標 delay1(1); return; //跳出本界面 } if(F_PASSW==1) //是否有密碼輸入 { lcd_wdat('*'); F_PASSW=0; j=1; //置位已顯示‘*’標志 } if((V_KEY==12)&&(j==1)) //是否在已顯示‘*’下情況下按“輸入密碼”鍵 { //清除之前顯示的字符'*' j=0; //清除已顯示‘*’標志 lcd_pos(0x43); //設置顯示位置 for(i=0;i<6;i++) { lcd_wdat(0x0a); //顯示空格 } lcd_pos(0x43); //設置顯示位置 } }while(F_PASSW_O!=1); lcd_wcmd(0x0c); //不顯示閃爍光標 delay1(2); N_DISPLAY_HISTORY=3; //記錄歷史顯示界面編號}/***************************************************************函數(shù)功能:lcd顯示第4幕入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voiddisplay4(){ uchari; judge_clear_lcd(); //是否清屏處理 lcd_pos(0x00); //設置顯示位置 delay1(1); for(i=0;passw_err[i]!='\0';i++) //顯示"Error!" { lcd_wdat(passw_err[i]); } N_DISPLAY_HISTORY=4; //記錄歷史顯示界面編號}/***************************************************************函數(shù)功能:lcd顯示第5幕入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voiddisplay5(){ uchari; judge_clear_lcd(); //是否清屏處理 lcd_pos(0x42); //設置顯示位置 delay1(1); for(i=0;passw_err[i]!='\0';i++) //顯示"Test..." { lcd_wdat(test[i]); } N_DISPLAY_HISTORY=5; //記錄歷史顯示界面編號}/***************************************************************函數(shù)功能:lcd顯示幕判別入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voiddisplay(){switch(N_DISPLAY) //根據(jù)當前界面編號N_DISPLAY進行顯示{case0:display0();break;case1:display1();break;case2:display2();break;case3:display3();break;case4:display4();break;case5:display5();break;}}3.3.1.鍵盤程序流程圖如圖3-12示：圖3-12鍵盤程序流程圖2.鍵盤程序清單：/***************************************************************函數(shù)功能:鍵值計算程序，返回鍵值0~15入口參數(shù):i出口參數(shù):v***************************************************************/ucharkey_calcu(uchari,ucharm){ ucharv; switch(m) { case0x0e:v=(i*4)+0;break;//第i行第1列 case0x0d:v=(i*4)+1;break;//第i行第2列 case0x0b:v=(i*4)+2;break;//第i行第3列 case0x07:v=(i*4)+3;break;//第i行第4列 default:v=0xff; } returnv;}/***************************************************************函數(shù)功能：鍵盤掃描程序，返回鍵值0~15入口參數(shù):出口參數(shù): （鍵值）***************************************************************/ucharkey_scan(void)//使用行列逐級掃描法{ uchari,temp=0,m,v_key; P1=0x0f;//高四位低電平，低四位高電平 if(P1!=0x0f) //確認是否有鍵按下 { delay(5); //去抖動，延時0.01s if(P1!=0x0f) { //有鍵按下 for(i=0;i<4;i++) //逐行掃描 { temp=~(1<<(4+i)); //P1.4~P1.7逐次給低電平，P1口其他引腳為高 P1=temp; if(P1!=temp) //確認第i行是否有鍵按下 { m=P1&0x0f; //取P1.0~P1.3的狀態(tài)，用于計算鍵值 while(P1!=temp); //等待按鍵松開 delay(5); //去抖動，延時0.01s while(P1!=temp); //等待按鍵松開 v_key=key_calcu(i,m); //計算鍵值 if(v_key!=0xff) { returnv_key; //返回有效鍵值 } } } } } return0xff; //無鍵按下或掃描異常時，返回0xff作為鍵值}/***************************************************************函數(shù)功能:密碼驗證程序入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voidpassw_check(){ uchari,j=0; rec_passw[N_PASSW]=V_KEY; //暫存輸入密碼 F_PASSW=1; //置位新密碼輸入標志 N_PASSW++; //密碼存放位加1 if(N_PASSW==6) //6位密碼是否輸入完畢 { F_INPUT=0; //清零進入輸入密碼程序標志 F_PASSW_O=1; //置位密碼輸入完畢標志 for(i=0;i<6;i++) { if(rec_passw[i]==pass_word[i]) { j++; //記錄正確密碼個數(shù) } else break; //若有一位密碼錯誤，則跳出、不再比較 } if(j==6) { //密碼正確 N_DISPLAY=1; //顯示請進提示界面 go_out_OR_enter();//開鎖等處理 } else { //密碼錯誤 BUZZER=0; //蜂鳴器響 N_DISPLAY=4; //顯示密碼錯誤提示界面 set_origscr(); //置位返回初始界面標志 } }}/***************************************************************函數(shù)功能:鍵值處理程序入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voidkey_dispose(){ if((F_INPUT==1)&&(V_KEY>=0)&&(V_KEY<=9)) //是否輸入密碼為0~9有效且進入輸入密碼程序標志為1 { passw_check(); //密碼驗證處理 } else { switch(V_KEY) { case12: //輸入密碼鍵 { N_DISPLAY=3; //改變顯示界面 F_INPUT=1; //置位進入輸入密碼程序標志 F_PASSW_O=0; //清零密碼輸入完畢標志 N_PASSW=0; //密碼比較位置零 break; } case13: //出門按鈕鍵 { N_DISPLAY=2; //改變顯示界面 go_out_OR_enter(); //開鎖等處理 F_INPUT=0; //清除進入輸入密碼程序標志 break; } case14: //模擬刷卡鍵 { N_DISPLAY=1; //改變顯示界面 go_out_OR_enter(); //開鎖等處理 F_INPUT=0; //清除進入輸入密碼程序標志 break; } case15: //確認/返回鍵 { N_DISPLAY=0; //改變顯示界面 if(F_INPUT==1) { BUZZER=0; //蜂鳴器響 N_DISPLAY=4; //改變顯示界面 set_origscr(); //置位返回初始界面標志 } else { BUZZER=1; //在密碼錯誤使蜂鳴器響的情況下，按“確認/返回”鍵可關蜂鳴器 } F_INPUT =0; //清除進入輸入密碼程序標志 break; } } } }/***************************************************************函數(shù)功能:INTO初始化入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voidINT0_init(void){ IT0=0; //低電平觸發(fā) IT0=1; //邊沿觸發(fā)方式 EX0=1; //允許外部中斷0中斷}/***************************************************************函數(shù)功能:INT0中斷服務程序入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voidINT0_irq(void)interrupt0{ V_KEY=key_scan(); //取鍵值 if(V_KEY!=0xff) { key_dispose(); //鍵值處理 } P1=0x0f;}3.2.3讀卡程序1.讀卡程序流程圖如圖3-13示：圖3-13讀卡程序流程圖2.讀卡程序清單（見附錄一）結論經過全組人員的多次探討研究，翻閱大量文獻資料，最終確定各個模塊的實現(xiàn)方案，使得系統(tǒng)初步具備一定的穩(wěn)定性與創(chuàng)新性。系統(tǒng)的可靠性體現(xiàn)在控制開鎖設計上:當讀卡器檢索到合法IC卡時，由CPU的P2.3引腳提供一個低電平信號，因為，89C52單片機系統(tǒng)的創(chuàng)新性體現(xiàn)在采用非接觸的IC卡。采用了更為先進的非接觸式IC卡。我們之所以使用非接觸式IC卡，是由于非接觸式IC卡相對于以往傳統(tǒng)的接觸式系統(tǒng)，具有更多的優(yōu)點。非接觸式IC卡，是感應卡家族中的一員，除具有接觸式IC卡的優(yōu)點，更有存儲容量大，安全性強，無機械磨損等優(yōu)點。而且它還克服了接觸式IC卡所無法避免的缺點，如讀寫故障率高，由于觸點外露而導致的污染、損傷、磨損、靜電以及插卡不便、易受惡意攻擊等。由于時間、精力以及學識等方面的不足，以至于本次設計存在一些問題，下面就個人看法，提出一些改善建議：（1）硬件部分，采用液晶模塊顯示，增強了系統(tǒng)的交互性，但液晶顯示模塊壽命有限而且容易損壞，使得維護成本提高。建議用其他顯示模塊代替。（2）為了加強系統(tǒng)的實時性，軟件部分采用中斷程序處理密碼驗證及刷卡，但程序過長，處理時可能會占用較多的資源。建議下一步稍作調整，將相關程序放入主程序中進行處理。附錄PAGE16謝辭時光飛逝，來不及感嘆，三年的大學生活已近尾聲，期間我不斷得到各位老師、同學的關心與幫助，感受到了友誼的溫暖與純真，最重要的是一種精神上的激勵，讓我非常感動。經過不懈的努力，我的畢業(yè)論文《基于單片機的門禁系統(tǒng)的設計》在張娟梅老師的悉心指導下已經完成初稿。論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。老師的諄諄誘導、同學的出謀劃策及家長的支持鼓勵，是我堅持完成論文的動力源泉。在此，我特別要感謝我的導師張娟梅老師。從論文的選題、文獻的采集、框架的設計、結構的布局到最終的論文定稿，從內容到格式，從標題到標點，她都費盡心血。老師溫和的性格，樸素的作風，深深地感動著我。同時，我還要感謝幫助我的各位同學，在論文的寫作的這段時間里，給我提出了很多寶貴的意見和建議，與他們的交流使我受益頗多。感謝大學里的每一位老師的支持和幫助，真誠地感謝他們三年來的辛勤栽培。最后要感謝我的家人以及我的朋友們對我的理解、支持、鼓勵和幫助，正是因為有了他們，我所做的一切才更有意義；也正是因為有了他們，我才有了追求進步的勇氣和信心。最后感謝答辯組老師們的評閱，辛苦了，謝謝！參考文獻李忠國.單片機應用技能訓練.北京:人民郵電出版社,2006李朝青.單片微機原理及接口技術.北京:北京航空航天大學出版社，1998劉守義.智能卡技術.西安:西安電子科技大學出版社,2004.（220~222）林全新.單片機原理與接口技術.北京:人民郵電出版社,2002（184~186）王汝琳.智能門禁控制系統(tǒng).北京:電子工業(yè)出版社,2004潘新民,王燕芳.微型計算機控制技術.北京:電子工業(yè)出版社,2011楊素行.模擬電子技術基礎簡明教程.北京:高等教育出版社,2006何立民.嵌入式系統(tǒng)可靠性設計得探討.浙江:浙江大學學報,1998（增刊）譚浩強.C程序設計.北京:清華大學出版社,2005王開滿,江平,李潔.門禁系統(tǒng)在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的研究與應用.都市快軌交通,2007沈紅衛(wèi).單片機應用系統(tǒng)設計實例與分析.北京航空航天大學出版社,1999周遐.安防系統(tǒng)工程.北京:機械工業(yè)出版社,2004韓志軍,沈晉源,王振波.單片機應用系統(tǒng)設計.機械工業(yè)出版社,2005錢逸秋.單片機原理與應用.北京：電子工業(yè)出版社，2002于孟嘗.數(shù)字電子技術基礎簡明教程.北京：高等教育出版社，2006.7苗健.大型智能IC卡網(wǎng)絡門禁管理系統(tǒng)在廣州地鐵三號線中的實際應用.智能建筑與城市信息,2007附錄附錄一部分源程序頭文件<define.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharN_T1_10=0; //定時器T1定時10s標志ucharV_KEY=0; //鍵值 ucharN_DISPLAY=0; //當前界面標號ucharN_DISPLAY_HISTORY=0; //最近一次顯示界面編號ucharN_PASSW=0; //密碼存放位ucharrec_passw[6]; //輸入密碼存放bitF_GO_OUT=0; //門鎖開標志bitF_PASSW=0; //新密碼輸入標志bitF_INPUT=0; //進入輸入密碼程序標志bitF_PASSW_O=0; //密碼輸入完畢標志ucharcodewel[]="Welcome!";ucharcode com_in[]="Comeinplease!";ucharcode push[]="Pushthedoor!";ucharcode pull[]="Pullthedoor!";ucharcode input[]="Intputpassword";ucharcode passw_err[]="Error!";ucharcode pass_word[]={0,1,2,3,4,0};ucharcode test[]="Test...";/**************************端口定義****************************/sbitrs =P2^0; sbitrw=P2^1;sbitep=P2^2;sbitD_LOCK=P2^3; //低電平開鎖sbitBUZZER=P2^4; //低電平鳴叫 sbitLED=P2^5; //低電平點亮頭文件<delay.h>/***************************************************************函數(shù)功能:延時程序，最小延時0.002s入口參數(shù):x出口參數(shù):***************************************************************/voiddelay(uintx){ uinti; ucharj; for(i=x;i>0;i--) for(j=0;j<230;j++) //循環(huán)一次約2ms { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); }}頭文件<lcd.h>/***************************************************************函數(shù)功能:LCD延時子程序入口參數(shù):ms出口參數(shù):***********************************************************/voiddelay1(unsignedcharms){ unsignedchari; while(ms--) { for(i=0;i<250;i++) { _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); } }}/***************************************************************函數(shù)功能:測試LCD忙碌狀態(tài)入口參數(shù):出口參數(shù):result***************************************************************/bitlcd_bz(){ bitresult; rs=0; rw=1; ep=1; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); result=(bit)(P0&0x80); ep=0; returnresult; }/***************************************************************函數(shù)功能:寫指令數(shù)據(jù)到LCD子程序入口參數(shù):cmd出口參數(shù):***************************************************************/voidlcd_wcmd(unsignedcharcmd){ while(lcd_bz()); //判斷LCD是否忙碌 rs=0; rw=0; ep=0; _nop_();_nop_(); P0=cmd; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); ep=1; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); ep=0; }/***************************************************************函數(shù)功能:設定顯示位置子程序入口參數(shù):pos出口參數(shù):***************************************************************/voidlcd_pos(unsignedcharpos){ lcd_wcmd(pos|0x80);}/***************************************************************函數(shù)功能:寫入顯示數(shù)據(jù)到LCD子程序入口參數(shù):dat出口參數(shù):***************************************************************/voidlcd_wdat(unsignedchardat) { while(lcd_bz()); //判斷LCD是否忙碌 rs=1; rw=0; ep=0; P0=dat;//+48; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); ep=1; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); ep=0; }/***************************************************************函數(shù)功能:LCD初始化子程序入口參數(shù):出口參數(shù):***************************************************************/voidlcd_init(){ lcd_wcmd(0x38); //顯示模式設置 delay1(1); lcd_wcmd(0x0c); //顯示開及光標設置 delay1(1); lcd_wcmd(0x06); //光標移動設置 delay1(1); lcd_wcmd(0x01); //清屏 delay1(1);}頭文件<read_card.h>voidexter1()interrupt2{ clk_num++;//判斷 if((clk_num>1)&&(clk_num<10)){ if(card_dat==1)card_data_H=0X80; elsecard_data_H=0x00; card_data[data_num]=((card_data[data_num]>>1)|card_data_H); } if(clk_num==11) { data_num++;//記錄數(shù)據(jù)的數(shù)組位數(shù) clk_num=0;//第一個數(shù)據(jù)記錄完畢記錄脈沖信號的變量清零從而開始記錄下一個數(shù)據(jù) if(data_num==33) data_num=0; }}//下面將通過外部中斷讀取后的編碼轉換為十進制數(shù)字voiddeal_card_data()//處理讀取卡片的信息{ uchari; if(card_data[32]==0x5a)//表示已經讀取11位數(shù)據(jù) { for(i=0;i<10;i++) { //斷碼轉為阿拉伯數(shù)字[通碼、斷碼轉換為卡號] switch(card_data[i*3]) { case0x45:card_num[i]=0;break; 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附錄二系統(tǒng)仿真圖外文資料翻譯1.英文原文IntelligentCommunity“anti-theftperimeteralarmsystem”composedofThroughexamplesofprojectssystematicallyintroducedtheIntelligentCommunityanti-theftperimeteralarmsystemcomponents.Thewholesystembytheintrusionalarm,closed-circuittelevisionmonitoringsystems,accesscontrolsystems,suchasPatrolattendancesystemcomprisinganorganicdefensesystem,partoftheindependentandinterrelated.1Oneweekofcommunityanti-theftalarmsystemcomposedofdistrictboundaryanti-theftalarmsystemistheIntelligentCommunityrealizetheimportanceofsafetymanagementsystems,includingintrusionalarmsystem,thePatrolattendancesystems,accesscontrolsystems,closed-circuittelevisionmonitoringsystem,telephonealarmsystem,emergencySystem.1.1AlarmSystemfivesecuritylineofdefenseRoadsafetyfirstlineofdefense:theperimeteralarmsystemtopreventposetoguardagainstthewallandturnedintothecommunitiessurroundingtheillegalinvaders.Activesensorsusinginfraredorcableontheinjector.RoadSafetysecondlineofdefense:amonitoringsystembythecommunity,thecommunityaccesschannel,andthemainvehicles,andthepersonnelandfacilitiestofocusonmonitoringandmanagement.CommunityAlarmSystemwithperimeterprotectionsystemandon-siterecordstomonitorandimprovetheefficiencyofthepoliceresponse.Thethirdlineofdefensesecurity:securitypatrolfromamanagementsystem,throughresidentialareasontheresidentialareasofsecuritypersonnelsuspiciouspersons,incidentssupervision.Patrolelectronicsystemstoensurethatsecuritypersonnelpatrollinginplacetoachievethestrictmanagementofdistrictproperty.ThefourthlineofdefenseRoadsafety:fromnetworking-flooravisualTalkbackSystemcanbeXianduorenyuanshutstairs,andpreventforeignstafffour-string.FifthRoadsafetyline:thefamilyaburglaralarmsystem,whichispartofasecuritysystemTongxinluomostimportantaspectisthelastlink.Whenathief'sunlawfulinvasiontenantssuchashomeoragasleak,fire,emergencyandotheremergencyincidentselderly,inthehouseholdsthroughtheinstallationofelectronicdetectorsintheautomaticalarm,Chajingcentrewillbeinthetensofpoliceintelligenceinformation,Thisimmediatelysentsecurityorambulancepersonnelrushedtothescenet